燃烧反应动力学实验装置比较研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着内燃机技术不断发展，对减少燃料消耗和降低污染的要求日益迫切，深入研究燃料在内燃机中的燃烧对降低内燃机的能耗、排放均有重要意义。内燃机的实际燃烧、传热、燃料与空气混合等过程十分复杂，加之常伴随有循环变动，要获得真实准确的试验过程参数或控制每循环间的燃烧条件不变是非常困难的，试验结果的可比性不强。燃烧作为一种强烈放热和发光的反应过程，其实验研究成本高，技术复杂，测量困难，而且随着社会发展力水平的提高，对燃烧要求日益严格，这一系列问题的出现就推动了数值模拟在燃烧流场研究中的发展和应用。

在燃烧反应时会发生一系列基元反应，对于最简单燃料如氢气和一氧化碳都涉及几十个基元反应，而对于碳氢燃料，则要涉及几百甚至上千个反应。考虑到计算量和计算效率，我们需要简化反应机理来表征燃烧模型。我们需要测量不同当量比，压力和温度条件下的燃烧特性，这就有了模拟燃烧和测量燃料燃烧特性实验设备的发展。本课题研究的装置的用途主要分为两类；测量着火特性和测量层流火焰。

19世纪末，法国化学家p.维埃耶为研究矿井中的爆炸，制成第一根激波管,并成功地做了实验。1946年,美国的w.布利克尼在研究报告中首先使用“激波管”这个名称。激波管早期主要应用于燃烧、爆炸和非定常波运动的研究以及压力传感器的标定等。1950年以来，由于研制洲际导弹和核武器的需要，激波管得到了蓬勃发展。激波管结构简单,使用方便而且价格低廉,能提供范围宽广的实验参量,因此得到广泛的应用。例如,在空气动力学、气体物理学、化学动力学和航空声学的研究中都广泛地使用激波管。近来，激波管又开始在气体激光、环境科学和能源科学的研究中发挥作用。为满足导弹、核武器等的发展需要，研制出了多种多样的激波管，并产生了诸如激波风洞（见风洞）等多种新型实验装置。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容：燃烧是一种强烈放热和发光的反应过程，其实验研究成本高，技术复杂，测量困难，而且随着社会的不断发展，对燃烧要求也日益严格，这一系列问题的出现就推动了数值模拟在燃烧流场研究中的发展和应用，也就有了模拟燃烧和测量燃料燃烧特性实验设备的发展。本课题研究的装置的用途主要分两类：测量着火特性和测量层流火焰。

一.模拟燃烧和测量着火特性常见的设备：

1.激波管的原理以及其应用范围

3. 研究计划与安排

第1-2周查阅文献完成文献综述和开题报告；

第3-4周完成外文翻译；

第5-6周了解几种燃烧反应动力学实验装置的国内外发展现状；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王高峰.基于激波管实验平台的甲烷燃烧化学动力学机理研究[d].中国科学技术大学2008

[2]程卿.激波管内正庚烷点火延时的实验研究[d].上海交通大学2012

[3]常国峰.快速压缩机的开发及其在hcci燃烧研究中的应用[d].吉林大学2006